通信与网络中的基于DM642的嵌入式无线视频监控系统硬件设计
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2020-12-05
02:20:09
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通信与网络中的基于通信与网络中的基于DM642的嵌入式无线视频监控系统硬件设的嵌入式无线视频监控系统硬件设
计计
摘 要: 选用TMS320DM642 作为系统CPU , 并采用最新视频编码标准H. 264 压缩算法, 实现基于CDMA 网络传
输的无线视频监控和视频数据存储系统。文中详细地描述了系统组成、结构和功能, 对系统各个组成模块进行了
详细分析和设计, 主要包括视音频输入、CDMA 传输串口、DE 及USB 通信等模块, 并针对DM642 高速CPU, 分
析了系统设计中应注意的问题。 关键词: TMS320DM642; 嵌入式系统; 视频监控; CDMA 无线视频监控
系统是公安、交通、水利等行业的重要装备, 目前无线视频传输设备主要采用微波方式, 其致命弱点是传输距离
短, 有障碍物时传输距离
摘 要: 选用TMS320DM642 作为系统CPU , 并采用最新视频编码标准H. 264 压缩算法, 实现基于CDMA 网络传输的无线
视频监控和视频数据存储系统。文中详细地描述了系统组成、结构和功能, 对系统各个组成模块进行了详细分析和设计, 主要包
括视音频输入、CDMA 传输串口、DE 及USB 通信等模块, 并针对DM642 高速CPU, 分析了系统设计中应注意的问题。
关键词: TMS320DM642; 嵌入式系统; 视频监控; CDMA
无线视频监控系统是公安、交通、水利等行业的重要装备, 目前无线视频传输设备主要采用微波方式, 其致命弱点是传输距
离短, 有障碍物时传输距离大为减少, 多年来一直没有得到很好的解决。随着运营商在国内大部分地区推出GRPS 和CDMA1x
公共无线数据网络, 通过公共无线数据网络传输视频已成为当今研究和应用的热点, 它能彻底解决微波方式的短距离问题。由于
公共无线数据网络的带宽比较窄且不稳定, 采用编码效率不高的视频压缩算法(如H. 263、MPEG-4 等) , 传输效果不理想, 无法
满足大多数监控场合的要求。H. 264 是JVT制定的最新视频压缩标准 , 比H. 263 和MPEG- 4 在同质量时码流可低50% , 同时
支持无线网络传输, 但其运算复杂度也是H.263 和MPEG- 4 的3-5倍, 因此一般的CPU 系统无法满足要求。TMS320DM642是TI
最新推出的高性能数字媒体处理器, 指令最高可达4800MIPS, 可以满足实时H. 264 编码算法的要求。本文设计了基于
TMS320DM642 的嵌入式系统, 采用H. 264 视频编码算法, 成功的开发了基于CDMA 传输的无线视频监控系统。
1 无线视频监控系统构成
1. 1 无线视频监控系统设计需求
本系统要求采用嵌入式视频发送终端, 对采集视频图像进行实时压缩并通过CDMA 网络发送, 接收端采用PC 机对接收视频
数据进行解码并显示。对于嵌入式视频发送终端有如下需求:
①一路PAL/NTSC 标准模拟视频输入, 一路模拟音频输入; ②采用CDMA 接入方式将视频数据通过网络发送; ③采用CF卡或
硬盘对视频进行本地存储; ④发送图像和保存图像的尺寸和帧率等参数可调; ⑤可通过无线网络进行远程控制, 并且要求低功
耗。
1. 2 系统的总体设计
由于CDMA无线网络带宽窄、带宽波动大, 因此系统中采用H. 264作为视频压缩算法。同时本地存储与CDMA 发送视频在
图像尺寸和帧率上不同,需要采用两个编码结构分别进行编码。图1 显示了本系统的总体结构框图, 系统主要包括DM642CPU、
视频输入、音频输入/输出、硬盘接口、串口和U SB 通信(USB2. 0) 等主要功能模块,此外还包括实时时钟(RTC )、显示和I/O
接口(LCD&I/O )、SDRAM、FLASH 和电源(POWER )模块。下面将详细地对各个功能模块进行一一分析和设计。
图1 视频发送终端系统框图
2 无线视频监控系统硬件设计
2. 1 TMS320DM642 简介
TMS320DM642是TI 推出的针对多媒体处理领域应用的高性能数字媒体处理器。该处理器是专门为视频与影像市场量身
定制的, 特别适用于VOIP 视频、视频点播(VOD )、多信道数字视频摄录像应用以及高品质视频编码与解码解决方案。DM642
处理器内部集成了TMS320C64X 的DSP内核, 在600MHz 运行速度下, 指令可达4800MIPS, 由于其强大的运算能力, 可以实现
实时的H. 264 编解码算法。
DM642 内部集成了外部内存接口(EMIF) 控制单元, 通过20 根地址线和64 位数据总线可直接与外部的SDRAM、FLASH进
行连接。本系统中由于采用100MHz 的SDRAM , 考虑到信号完整性,SDRAM 直接与DM642 连接, 而FLA SH 通过总线加以驱
动后加以连接。
2. 2 视频输入模块
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